Гистология сердечно-сосудистой системы

Введение

В сердечно – сосудистую систему входят сердце, кровеносные и лимфатические сосуды. Сосудистая система и сердце у человека обеспечивают распространение по организму крови, питательных и биологически активных веществ, газов, продуктов питательных и биологически активных веществ, газов, продуктов метаболизма и тепловой энергии. Кровеносные сосуды представляют собой систему циркулярно замкнутых трубок различного диаметра, осуществляющих транспортную функцию, регуляцию кровоснабжения органов и обмен веществ между кровью и окружающими тканями.

Развитие

Первые кровеносные сосуды появляются в мезенхиме желточного мешка в конце 2-й – начале 3-й недели эмбриогенеза, а также в стенке хориона в виде так называемых кровяных островков. Часть мезенхимных клеток по периферии островков теряет связь с клетками, расположенными в центральной части, и превращается в эндотелиальные клетки первичного кровеносного русла. Клетки центральной части островка округляются, дифференцируются и превращаются в клетки крови. Из клеток, окружающих сосуд, дифференцируются позднее гладкие мышечные клетки, перициты и адвентициальные клетки сосуда, а также фибробласты и их производное межклеточное вещество.

В закладке тела будущего зародыша первичная стенка кровеносного сосуда образуется путем дифференцировки из мезенхимы эндотелия вокруг щелевидных пространств. В конце 3-й недели периода внутриутробного развития сосуды зародыша вступают в сообщение с сосудами внезародышевых органов. Дальнейшее развитие стенки сосудов происходит после начала циркуляции крови под влиянием тех гемодинамических условий, которые создаются в различных частях тела. Последнее обстоятельство обуславливает появление специфических особенностей строения стенки внутриорганных сосудов.

В кровеносной системе различают артерии, артериолы, гемокапиляры, венулы, вены и артериовенулярные анастамозы. Среди сосудов малого калибра в последнее время выделяют важное в функциональном отношении микроциркулярное русло. Этим понятием объединяют артериолы, гемокапиляры, венулы и артериоловенулярные анастамозы. По артериям кровь течет от сердца к органам. Как правило, эта кровь насыщена кислородом, за исключением системы легочной артерии, несущую венозную кровь. По венам кровь притекает к сердцу и содержит мало кислорода, кроме крови в легочных венах.

Строение сосудов тесно связанно с гемодинамическими условиями (кровяносной давление, скорость кровотока) и выполняемой сосудом функцией. Чем больше различия в условиях функционирования (например, в крупных артериях и венах), тем заметнее структурные особенности сосудов.

Формирование сердца плода происходит со II по VIII неделю внутриутробного развития. Работа сердца во внутриутробном периоде направлена на обеспечение обменных процессов между кровью плода и матери, которые происходят в плаценте. Собственное кровообращение функционирует у плода с конца второго месяца. Оксигенированная кровь из плаценты распределяется через пупочную вену на два потока: один поток поступает в воротную вену, другой, продолжая пупочную вену в виде аранциева протока, впадает в нижнюю полую вену, где плацентарная кровь смешивается с венозной кровью, оттекающей от органов таза, печени, кишечника и нижних конечностей. Основная масса крови, притекающей в правое предсердие из нижней полой вены, благодаря наличию клапанообразной складки в правом предсердии (евстахиевой заслонки), поступает через овальное окно в левое предсердие, левый желудочек и аорту. Оставшаяся часть крови из нижней полой вены и кровь из верхней полой вены поступает из правого предсердия в правый желудочек и в легочную артерию. Из легочной артерии через открытый артериальный проток эта кровь поступает в нисходящую часть аорты ниже места отхождения сосудов, доставляющих кровь к мозгу. 
Таким образом, фетальное кровообращение характеризуется следующими особенностями:

1. плацента является активным метаболическим органом;
2. попадание крови в правый желудочек происходит через верхнюю полую вену и коронарный синус;
3. легочной кровоток практически отсутствует за счет высокой резистентности легочных сосудов;
4. ток крови через артериальный проток осуществляется справа налево и составляет примерно 60% от общего сердечного выброса;
5. давление в правом предсердии несколько выше давления в левом предсердии;
6. правый желудочек нагнетает примерно 2/3 крови от общего сердечного выброса.

После рождения ребенка и переходе на легочной тип дыхания происходит:

1. снижение резистентности легочных сосудов (за счет увеличения уровня PaO2), увеличение кровоток через них;
2. перестает функционировать овальное окно. Полная его облитерация наступает к 5-6 дню. У 50% детей овальное окно может оставаться открытым, но без гемодинамического функционирования;
3. закрывается артериальный проток (полная его облитерация происходит на 2-3 месяце жизни), мощным стимулятором закрытия протока является повышение парциального напряжения кислорода в крови (в связи с переходом на легочной тип дыхания);
4. запустевают плацентарные коммуникации;
5. каждый желудочек выбрасывает 50% от общего сердечного выброса;
6. вся кровь, выброшенная правым желудочком, проходит через легкие. 

Первичная функциональная перестройка приводит к увеличению левожелудочкового выброса примерно на 25%. Системное артериальное давление и периферическая резистентность сосудов большого круга становятся выше, чем давление в легочной артерии и резистентность легочных сосудов.

Сердце новорожденного характеризуется овальной формой с преобладанием поперечных размеров. Сердечно-сосудистая система новорожденного ребенка имеет целый ряд особенностей:

1. Сердечная мышца представлена симпластом, состоящим из тонких, плохо разделенных миофибрилл. Отсутствует поперечная исчерченность, в клетках много ядер, мало митохондрий, снижена активность ферментов митохондрий, участвующих в метаболизме жирных кислот, что приводит к недостаточности L-карнитина. В миофибриллах преобладает β-изомер миозина с низкой АТФ-азной активностью, недостаточной функцией кальциевых каналов. Соединительная ткань имеет мало эластических волокон.
2. Особенностью биохимических процессов в кардиомиоцитах является преобладание углеводного компонента и использование лактата для энергетических нужд.
3. Коронарное кровообращение характеризуется рассыпным типом сосудов и большим количеством анастомозов.
4. Особенностью нервной регуляции деятельности сердца является преобладание симпатических влияний.
5. Гемодинамика новорожденного ребенка характеризуется нестабильностью: любое отклонение в гомеостазе (изменение концентрации кислорода, электролитов, рН крови) может сопровождаться возвратом к фетальному типу кровообращения.

Эти функции сердечнососудистая система может обеспечить только в тесном взаимодействии с органами дыхания, пищеварения и мочевыделения. Совершенствование работы органов кровообращения происходит неравномерно на протяжении всего периода детства.  

Внутриутробное кровообращение плода

Насыщенная кислородом кровь поступает через плаценту по пупочной вене к плоду. Меньшая часть этой крови впитывается в печень, большая — в нижнюю полую вену. Затем эта кровь, смешавшись с кровью из правой половины плода, по ступает в правое предсердие. Сюда же вливается кровь из верх ней полой вены. Однако эти два кровяных столба почти не смешиваются друг с другом. Кровь из нижней полой вены через овальное окно попадает в левое сердце и аорту. Кровь, бедная кислородом, из верхней полой вены проходит в правое предсердие, правый желудочек и начальную часть легочной артерии, отсюда через артериальный проток она попадает в аорту и примешивается к крови, поступившей из левого желудочка. Лишь небольшая часть крови поступает в легкие, оттуда — в левое предсердие, в котором она смешивается с кровью, поступившей через овальное окно. Небольшое количество крови в малом круге кровообращения циркулирует до первого вдоха. Таким образом, мозг и печень получают наиболее богатую кислородом кровь, а нижние конечности — наименее богатую кислородом кровь. После рождения ребенка венозный проток и пупочные со суды запустевают, зарастают и превращаются в круглую связку печени. В действие вовлекаются все физиологические системы жизнеобеспечения. 

Особенности сердца и сосудов у детей

У детей происходит непрерывный рост и функциональное совершенствование сердечнососудистой системы. Особенно энергично растет и совершенствуется сердце у детей с 2 до 6 лет, а также — в период полового созревания.

Сердце новорожденного имеет уплощенную конусообразную, овальную или шарообразную форму из-за недостаточного раз вития желудочков и сравнительно больших размеров предсердий. Только к 10—14 годам сердце приобретает такую же форму, что и у взрослого человека. В связи с высоким стоянием диафрагмы сердце новорожденного расположено горизонтально. Косое положение сердце принимает к первому году жизни. Масса сердца новорожденного составляет 0,8% от общей массы тела, она относительно больше, чем у взрослого человека. Правый и левый желудочки одинаковы по толщине, их стенки равны 5 мм. Сравнительно большие размеры имеют предсердие и магистральные сосуды. К концу первого года вес сердца удваивается, к 3 годам — утраивается. В дошкольном и младшем школьном возрасте рост сердца замедляется и снова на растает в период полового созревания. К 17 годам масса сердца увеличивается в 10 раз.

Неравномерно растут и отделы сердца. Левый желудочек зна чительно увеличивает свой объем, уже к 4 месяцам он по весу вдвое превышает правый. Толщина стенок желудочков у ново рожденного составляет 5,5 мм, в дальнейшем толщина левого желудочка увеличивается до 12 мм, правого — до 6—7 мм.

Объем сердца при рождении составляет около 22 см3, за пер вый год он увеличивается на 20 см3, в последующем — ежегодно на 6—10 см3. Одновременно увеличивается диаметр клапанных отверстий.

У детей сердце расположено выше, чем у взрослых. Объем сердца у детей больше относительно объема грудной клетки, чем у взрослых. У новорожденного верхушка сердца образова на обоими желудочками, к 6 месяцам — только левым. Проек ция сердца к 1,5 года из IV межреберья опускается в V межреберье.

В детском возрасте происходит качественная перестройка сердечной мышцы. У детей раннего возраста мышца сердца не дифференцированна и состоит из тонких, плохо разделенных миофибрилл, которые содержат большое количество овальных ядер. Поперечная исчерченность отсутствует. Соединительная ткань начинает развиваться. Эластических элементов очень мало, в раннем детском возрасте мышечные волокна близко при легают друг к другу. С ростом ребенка мышечные волокна утол щаются, появляется грубая соединительная ткань. Форма ядер становится палочкообразной, появляется поперечная исчерченность мышц, к 2—3летнему возрасту гистологическая дифференциация миокарда завершается. Совершенствуются и другие отделы сердца.

По мере роста ребенка происходит совершенствование про водящей системы сердца. В раннем детском возрасте она массив на, ее волокна контурированы нечетко. У детей более старшего возраста происходит перемодулирование проводящей системы сердца, поэтому у детей часто встречаются нарушения ритма сердца.

Работа сердца осуществляется за счет поверхностных и глубоких сплетений, образованных волокнами блуждающего нерва и шейных симпатических узлов, контактирующих с ганглиями синусового и предсердножелудочкового узлов в стенках правого предсердия. Ветви блуждающего нерва заканчивают свое развитие к 3—4 годам. До этого возраста сердечная деятельность регулируется симпатической системой. Это объясняет физио логическое учащение сердечного ритма у детей первых 3 лет жизни. Под влиянием блуждающего нерва урежается сердечный ритм и появляется аритмия типа дыхательной, удлиняются интервалы между сердечными сокращениями. Функции миокарда у детей, такие как автоматизм, проводимость, сократимость, осуществляются так же, как у взрослых.

Особенности сосудов у детей

Сосуды подводят и распределяют кровь по органам и тканям ребенка. Их просвет у детей раннего возраста широк. По шири не артерии равны венам. Соотношение их просвета составляет 1 : 1, затем венозное русло становится шире, к 16 годам их со отношение составляет 1 : 2. Рост артерий и вен часто не соответствует росту сердца. Стенки артерий более эластичны, чем стенки вен. С этим связаны меньшие показатели, чем у взрослых, периферического сопротивления, артериального давления и скорости кровотока.

Строение артерий также меняется. У новорожденных стенки сосудов тонкие, в них слабо развиты мышечные и эластические волокна. До 5 лет быстро растет мышечный слой, в 5— 8 лет равномерно развиты все оболочки сосудов, к 12 годам структура сосудов у детей такая же, как у взрослых.

Частота пульса у детей зависит от возраста. У новорожденного она составляет 160—140 ударов в 1 мин, в 1 год — 110—140, в 5 лет — 100, в 10 лет — 80—90, в 15 лет — 80. С возрастом нарастает систолическое артериальное давление, имеется тенденция к повышению диастолического давления. Артериальное систолическое давление равно 90 + 2 x n, диастолическое — 60 + 2 x n, где n — возраст ребенка в годах. Для детей до 1 года систолическое давление равно 75 + n, где n — возраст ребенка в месяцах. Диастолическое артериальное давление равно систолическому давлению минус 10 мм рт. ст.

Сердце и сосуды в период полового созревания

В пубертатном возрасте происходит интенсивный рост раз личных органов и систем. В этом периоде происходят нарушения их функционирования в связи с нарушениями их взаимоотношений и координации функций. У подростков в связи с особенностями роста как сердца, так и всего тела отмечаются относительно малые масса и объем сердца по сравнению с массой и объемом тела. Отношение объема тела к объему сердца у детей равно 50%, у взрослого — 60%, а в пубертатном периоде составляет 90%. Кроме этого, имеются анатомические особенности сердечнососудистой системы у подростков, которые связаны с соотношением объема сердца и сосудов. У подростков объем сердца увеличивается быстрее, чем ем кость сосудистой сети, это увеличивает периферическое со противление, что приводит к гипертрофическому варианту под росткового сердца. У подростков с отклонениями в возрастной эволюции сердца преобладает симпатическая регуляция.

Заключение

Таким образом, у детей имеются функциональные особенности органов кровообращения, которые характеризуются:

1)      высоким уровнем выносливости детского сердца вследствие его достаточно большой массы, хорошего кровоснабжения;

2)      физиологической тахикардией, обусловленной малым объемом сердца при высокой потребности детского организма в кислороде, а также симпатотомией; 

3)      низким артериальным давлением с малым объемом крови, поступающей с каждым сердечным сокращением, а также низким периферическим сопротивлением сосудов;

4)      неравномерностью роста сердца и связанными с этим функциональными расстройствами.

Карагандинский Государственный Медицинский Университет